Malé každodenní zázraky. Proč se voda lépe ohřívá než chladí?
V dnešní technické době není ohřev vody na bod varu nic složitého. Zapneme vařič a postavíme na něj konvici s vodou. Trvá to většinou jen několik minut než se voda začne vařit. Jistě jste si ale všimli, že se zpátky na svou původní teplotu ochlazuje daleko pomaleji. Než dosáhne dvaceti stupňů Celsia, může to trvat i několik hodin (podle konstrukce varné konvice). Jak to, že se voda ohřívá rychle ale chladne tak pomalu?
Opověď dá (jako tak často) fyzika.
Rychlý ohřev a pomalé ochlazování
Podívejme se na příklad kovové konvice naplněné vodou. Voda, která se ohřívá z běžné pokojové teploty (kolem 20 stupňů Celsia) na bod varu musí překonat rozdíl 80 stupňů. Přitom pohltí určité množství energie, která se převede na pohybovou energii molekul vody.
Teplo potřebné k ohřátí tělesa o určitou teplotu lze vypočítat pomocí následujícího vztahu:
Q = hmotnost tělesa * měrná tepelná kapacita * rozdíl teplot
Z tohoto jednoduchého vzorce vyplývá hned několik zajímavých souvislostí. Čím těžší těleso ohříváme, tím více tepla se spotřebuje. Různé látky mají různou “spotřebu” energie. Čím je požadovaná výsledná teplota vyšší, tím více tepla musíme vynaložit na ohřev.
Stejně funguje také ochlazování. S jedním malým rozdílem - teplo se tentokrát vyzařuje horkou vodou do okolí konvice.
Při ochlazování je proto situace odlišná než při zahřívání vody. Teplota varné desky dosahuje běžně několik set stupňů Celsia. Může tedy vodě předávat značné množství energie a celkem svižně ji ohřát až na teplotu, při které se začíná vypařovat: bod varu, sto stupňů Celsia. K podobně rychlému ochlazení bychom potřebovali podobně vysoký rozdíl teplot - a náš chladič by musel mít teplotu mínus několik set stupňů Celsia. Nic takového v přírodě samozřejmě nenajdeme. Nejnižší dosažitelná teplota se pohybuje nepatrně nad - 273,15 °C. Navíc vykazuje naše chladící médium (vzduch kolem konvice) teplotu kolem +20 °C. Ochlazování tedy musí probíhat daleko pomaleji než ohřev vody.
Teplo a Energie
Energie, kterou spotřebuje voda při ohřátí o jeden stupeň Celsia je mimochodem dost podceňována. Na ohřátí 1 kg vody o 1 stupeň je potřeba 4187 J. To nevypadá na první pohled moc zajímavě.
Představme si ale, že stejnou energii investujeme do zrychlení (kinetické energie). Podle vzorce E=(m*v2)/2 dosáhne nebohý kilogram vody rychlosti 329 km/h. To je rychlost, kterou dosahují za optimálních podmínek na některých tratích vlaky typu ICE.
Podobně můžeme stejné množství energie vynaložit na překonání gravitačního pole Země. Kilogram vody by se pak ocitl ve výšce 426 metrů. To je mimochodem výška mrakodrapu 432 Park Avenue v New Yorku.
Ano - pořád ještě mluvíme o energii, která je potřebná k navýšení teploty vody o jeden jediný stupeň. Pro srovnání - naše těla jsou běžně o 20 stupňů teplejší, než okolí. V 70 kilogramech “živé váhy” se tedy skrývá opravdu úctyhodné množství energie.
Dana Tenzler
Barvy v kuchyni (3) - přírodní červená
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Barvy v kuchyni (2) - průmyslová žlutá
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Barvy v kuchyni (1) - přírodní žlutá
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? První díl seriálu o barvách.
Dana Tenzler
Čokoládoví velikonoční zajíčci
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
První lidé, kteří přišli do Evropy - nové datování hornin
Nedávno proběhla médii zpráva o tom, že lidstvo začalo osídlovat Evropu z východu kontinentu. Jak ale vědci určili stáří vzorků? Na datování pomocí radioaktivních izotopů uhlíku totiž byly moc staré. (délka blogu 5 min.)
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Rusové hlásí průlom fronty. Ukrajinská minela jim přihrála klíčové město
Premium Jako „den průlomů“ oslavují ruští vojenští blogeři pondělní události na doněcké frontě, kde se...
To nemyslíte vážně! Soudce ostře zpražil bývalého vrchního žalobce
Emotivní závěr měl úterní jednací den v kauze údajného „podvodu století“, v němž měly přijít tisíce...
Poslanci budou jednat o zákoníku práce, ANO a SPD odmítají výpověď bez důvodu
Přímý přenos Poslanci mají začít projednávat úpravu zvyšování minimální mzdy. Novela zákoníku práce předpokládá...
Zdravotnictví čekají krušné roky, předjímá Válek. V analýze řeší seniory i prevenci
Ministerstvo zdravotnictví (MZd) v dokumentu „Strategická analýza potřeb resortu zdravotnictví –...
U Prahy vykolejil v zatáčce osobní vlak, dva vagony se převrátily
Na železniční trati mezi obcemi Čisovice a Měchenice v okrese Praha-západ vykolejil vlak, na místo...
Tuleja publikoval i v pochybných vědeckých časopisech, nyní žádá o stažení článků
Kandidát TOP 09 na ministra pro vědu Pavel Tuleja požádal Slezskou univerzitu, aby stáhla z jeho...
10 nejčastějších podvodů na internetu: Dokážete ochránit sebe i svou rodinu?
V digitální éře, kde technologie proniká do všech aspektů našich životů, se také zvyšuje riziko podvodů. Od falešných e-mailů a inzerátů až po...
- Počet článků 972
- Celková karma 19,64
- Průměrná čtenost 1325x